Електрохімічні реакції в організмі людини - Світ Цікавого
В даний час надзвичайний інтерес викликає порівняно новий напрямок в електрохімії - біоелектрохімія, яка вивчає електрохімічні процеси, що протікають у живих організмах. На думку найбільших радянських учених, біоелектрохімія повинна відіграти вирішальну роль у майбутньому електрохімії. Потрібно віддати данину передбаченню і глибині проникнення в суть електрохімічних явищ основного законодавця електрохімії М. Фарадея, який майже 150 років тому сказав: «Як не дивні закони та явища електрики, що виявляються нам у світі неорганічної чи мертвої речовини, цікавість, яку вони представляють, навряд чи може порівнятися з тим, що властиво тій самій силі у поєднанні з живою системою та життям».
А ось слова про майбутнє науки батька кібернетики М. Вінера: «Я передбачаю, що не тільки біологічні науки зближуватимуться з фізикою, а й фізика вбиратиме в себе деякі біологічні науки. Є багато напрямків дослідження живого, які обіцяють стати важливими в майбутньому і які можна поділити на наукові та технічні лише умовно», — належать безпосередньо до електрохімії.
Наприклад, у найсучасніших електролізерах та хімічних джерелах струму відношення реакційної поверхні до обсягу в кілька тисяч разів нижче, ніж у біоелектрохімічних процесах. Тому рослини поєднанням біоелектрохімічних процесів та фотосинтезу виділяють щорічно понад 100 млрд. т. кисню, тоді як загальне світове електрохімічне виробництво його не перевищує 30 млн. т. Це показує, яке значення має вивчення біоелектрохімічних явищ.
Ми вже знаємо, що багато біологічних процесів, таких як переробка та засвоєння поживних продуктів, передача сигналів нервовоїсистеми, механізм зорового сприйняття включають стадії, що характеризуються електрохімічними явищами.
Енергія, що витрачається тваринами (для підтримки постійної температури тіла, руху і т. д., поповнюється в результаті складного, багатостадійного процесу окислення поживних речовин та переведення їх хімічної енергії в інші види енергії. Засвоєння поживних речовин – це біохімічний окисно-відновний процес за участю електрона, протона та перенесення іонів, тобто за участю електрохімічних стадій, це наводить на думку про аналогію отримання організмом енергії окисленням поживних речовин та електрохімічних процесів у паливних елементах, одержання енергії в яких йде за рахунок окислення палива.
В організмі є спеціальні речовини - ферменти, які здійснюють у клітинах у певному порядку стадії хімічного перетворення поживних речовин. Цікаво, що комплекси різних ферментів зібрані та укріплені на мембранах клітин. Ці мембрани ніби виконують роль електродів у гальванічних елементах, а електролітами служать біологічні рідини, що добре проводять струм. У перенесенні зарядів через мембрани клітин беруть участь як іони, і електрони. Нещодавно в Інституті електрохімії АН при вивченні моделей біомембран несподівано виявили, що при поєднанні ліпідних бислойных мембран і межі двох рідин, що не змішуються, багато мембранних ферментів є молекулярними генераторами струму.
Ще більш цікаво, що на цих самих мембранах одночасно йде і електросинтез органічних сполук. Таким чином, в енергетичній системі тварин і людини використовується одночасне поєднання біоелектрохімічних аналогів та паливного елемента та електролізера. Електрохімічна технологія майже невикористовує такі комбінації.